第一讲-固体废物处理与控制(绪论)

1、固体废物的处理与控制绪论,1 绪 论,本章主要讨论五个问题 （1）固体废物的概念 （2）固体废物的来源与分类 （3）固体废物的污染及其控制 （4）固体废物的处理与处置方法 （5）控制固体废物污染的技术政策 由于本章涉及到与固体废物处理与利用有关的许多基本概念，综合性内容等，故本章的内容均为重点。,1.1 固体废物（Solid wastes）的概念,在社会的生产、流通、消费等一系列活动中产生的一般不再具有原使用价值而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。 固态和泥状： 几乎包括一切有形废弃物,1.2 固体废物的来源与分类(Sources and classification of solid wast

2、es),1.2.1 来源 固体废物来源于人类的生产与消费活动 从书上表11（P2）可以看出，固废的来源复杂（各行各业，各种生产和生活活动），种类繁多（几乎包括一切成型物质）。一般将其来源概括为两大类。,a. 不能完全利用的资源； b. 超过使用寿命的产品,（1） 生产活动 包括两部分：,a. 不能完全利用的资源(Idle resources),天然资源从开采到开发成为各种产品，其最终利用率仅为2030%，在开采和各种加工过程中，未能完全利用的部分即成为各个环节中的废物，以炼铁为例，首先要开采铁矿石，产生所谓的采矿废石；再经选矿处理，又有选矿尾矿；在炼铁和炼钢过程中产生高炉矿渣和钢渣，钢铁的机械

3、加工又产生金属碎屑等。,b. 超过使用寿命的产品,任何产品都有一定的使用寿命，并 且，随着技术的进步，产品的更新 换代速度也越来越快，这都加剧了 固体废物的排量。,（2）生活活动：主要是城市垃圾,生活活动所产生的固体废物主要是指城市垃圾。在发达国家，由于城市化水平和消费水平较高，城市生活垃圾的增长也十分迅速，如美国城市垃圾的排量已经达到每年60亿t，韩国在其快速发展时期，生活垃圾的年增长率高达11%。,1987-2000年我国城市垃圾的增长情况见表1-1,表1-1 我国城市垃圾的增长情况,国内外一些主要城市的垃圾产生量见表1-2,表1-2 国内外主要城市的垃圾产生量,1.2.2 分类,（1）分

4、类方法 按不同的分类方法可有不同的分类，如： 按组成：有机废物，无机废物（两种） 按形态：固态废物，泥状废物（两种） 按来源： 工业固废，矿业固废，城市垃 圾，农业固废，放射性固废，有害固废（六种）,（2）分类 一般按来源分为6类 工业废物：冶金、交通、机械 矿业废物：矿山、选冶；废石、尾矿 城市垃圾：生活垃圾、商业垃圾、建筑垃圾 农业废弃物：农林、水产 放射性废物：放射性矿物、核工业 有毒有害固废：除放射性废物外，具有直接毒害，即具有毒性、易燃性、反应性、腐蚀性、爆炸性、传染性的废物 。,我国目前趋向于分为四类,城市生活垃圾 一般工业固废（含矿业） 有害固废 其它固废（含农业） 放射性固废须

5、专门管理,13 固体废物的污染及其控制,1.3.1 污染途径 1.3.2 污染危害 1.3.3 固废污染的特点 1.3.4 固体废物的污染控制,1.3.1 污染途径,固废主要是通过污染大气、水体、土壤来间接危害人类的，P9图15和P10图16分别图示了化学物质型和病原体型固体废物的主要污染途径。 从这些污染途径来看，固体废物的危害具有长期和潜在的特点，这也是在很长时期没有受到足够重视的原因。,1.3.2 污染危害,侵占土地 污染土壤：（淋滤、细菌分解） 污染水体：（罗芙运河事件和铁合金厂事件） 污染大气：飘逸扩散：固废焚烧的二次污染（如二噁英） 影响环境卫生：主要是感官污染并引起疾病传播（城市

6、垃圾）,1.3.3 固废污染的特点,a. 固废是各种污染的终态： 人们有一种稳定、呆滞、污染慢的错觉 b. 具有潜在和长期的危害性 在自然条件影响下，固废中的有害成份会转入大气、水体和土壤，参与生态系统的物质循环 c. 必须全过程管理 由于固体废物的上述特点，决定了从其产生运输处理贮存处置的每一个环节都有可能产生新的污染，因此必须全过程妥善管理。,1.3.4 固体废物的污染控制,主要从两个方面：一是控制污染，二是综合利用。 主要措施有四个： 改革生产工艺 发展物质再循环利用工艺 综合利用 进行无害化处理,14 固体废物的处理和处置方法,1.4.1 处理方法 主要有五种：物理处理，化学处理，生物

7、处理，热处理，固化处理 （1）物理处理：不改变固废的成分，仅改变固废结构的处理方法，如破碎，压实，分选等(第六章讲)； （2）化学处理：将固废中的有害成分转变为无害的处理方法，如氧化，还原，化学沉淀等；,（3）生物处理：利用微生物分解固废中的有机物使之达到无害的处理方法，如饲料化、堆肥化、沼气发酵等(第十一、十二、十五章)； （4）热处理：采用高温破坏和改变固废的组成和结构，可同时达到减容，无害和热利用的目的。如热解、焚烧等(第九、十章)； （5）固化处理：采用固化基材将固废固定或包覆以降低其危害的方法，如水泥固化，塑性材料固化等(第八章讲)。,1.4.2 固体废物的处置方法,处置即最终处置(

8、Final disposal)，以解决固废的最终归宿，并且应该是安全处置，方法有：海洋处置和陆地处置两种： （1）海洋处置：深海投弃和海上焚烧 （2）陆地处置：土地耕作，贮存，填埋等。,15 控制固体废物污染的技术政策,（1）技术政策(Technical policy) （2）无害化(Hazard-free) （3）减量化(Reduction) （4）资源化(Reclamation),1.6 固体废物的管理,固体废物的管理至少应包括以下两个方面： （1）划分有害固体废物和非有害固体废物的种类和范围 对有害固体废物必须实行严格的分类管理，通常采用两种方法： a.名录法 b.鉴别法 （2）完善固体

9、废物污染环境防治法和加大执法力度。,1.7 固体废弃物开发利用的研究课题,1.7.1 冶金渣资源化利用 （1）冶金渣中往往含有一些有用的元素，如各种有色金属、黑色金属、稀有金属等等。这些金属如不加以回收，不仅浪费资源，而且进入环境后还会造成污染。因此，对于冶金渣中金属元素的分离回收是有利于保护资源和环境的重要研究课题。,（2）冶金渣在建材领域的应用是另一重要研究课题。众所周知，冶金渣中主要化学成分为SiO2 、CaO、Al2O3、 MgO、 Fe2O3、 FeO等。主要矿物成分为硅酸二钙（C2S）、钙长石(CAS2)、蔷薇辉石(C3MS2)。C3S 和C2S是一种具有水硬胶凝性矿物，而含有C2

10、AS、CAS2等矿物的冶金渣急冷后又可形成具有潜在活性的玻璃体，在激发剂作用下，也具有水硬胶凝性。冶金渣的活性如果能和水泥的活性相接近或某些特性比水泥性能更好，则冶金渣在建材行业的高价值利用才具有广阔的前景。,1.7.2 粉煤灰资源化利用,火力发电厂每天产生大量固体废弃物，从煤燃烧后的烟气中捕集的细灰称为粉煤灰。虽然粉煤灰综合利用技术的研究取得了一定成果，但目前我国粉煤灰的实际利用率并不高，大量堆存或倾倒入河流的粉煤灰严重地危害环境，其处置和资源化利用是一项长期而艰巨的任务。由于粉煤灰的种类日趋复杂和多样化，其资源化利用也向多元化方向发展。研究课题包括有用物质（煤、碳、金属、玻璃微珠等）回收，

11、建筑材料、水处理剂、废气吸附过滤材料、油田污泥固化剂、分子篩、填料等方面的应用。,1.7.3 废旧家电资源的利用,我国家电的普及始于20世纪80年代末，目前已到了家电报废的高峰期。据预测，未来几年内，我国报废的电视机每年将达到500万台，报废洗衣机和电冰箱也将达到400万台，此外还有数量巨大的收音机、废线路板和计算机等。这是一种巨大的资源，但我国目前对废旧家电尚未进行统一的管理，其处理方式也大都是手工作坊式的小规模生产，环境污染严重，有价物品的回收率低。 对于废旧家电的处理，其难点在于如何防止处理过程中产生二次污染，如噪音、粉尘、空气污染、荧光粉、氟利昂等。因此，低成本、高效率、安全无污染的处

12、理技术是废旧家电资源化利用的关键。,推荐文献,1. G. Tchobanoglous, H. Theisen and S. Vigil, Integrated Solid Waste Management, McGraw-Hill Companies, Inc., 2000 2. E. Pongrcz, V. J. Pohjola, Re-defining waste, the concept of ownership and the role of waste management, Resources, Conservation and Recycling, 2004, 40, 14115

13、3 3. D. Fatta, A. Papadopoulos, Generation and management of construction and demolition waste in Greecean existing challenge, Resources, Conservation and Recycling 2003, 40, 8191 4. B. Gorai, R.K. Jana, Characteristics and utilisation of copper slag - a review, Resources, Conservation and Recycling 2003, 39, 299313 5. Marabini, New materials from industrial and mining wastes: glass-ceramics and glass-and-rock-wool fibre, Int. J. Miner. Process., 1998, 53, 121 6. 李国学 主编，固体废物处理与资源化，中国环境科学出版社，2005 7. 屠海令 主编，有色金属 冶金、材料、再